張沫然

(山東科技大學(xué)濟(jì)南校區(qū)，山東 濟(jì)南 250031)

1 樓宇對(duì)講系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 概念

樓宇對(duì)講系統(tǒng)，是現(xiàn)代建筑的重要組成部分，主要是應(yīng)用了電氣自動(dòng)化技術(shù)。它能夠以免提的方式，在建筑兩個(gè)終端之間，實(shí)現(xiàn)無(wú)線溝通與交流。不僅可以實(shí)現(xiàn)物業(yè)與室內(nèi)之間的交流，還可以實(shí)現(xiàn)大門(mén)口與室內(nèi)之間的交流，室內(nèi)與室內(nèi)之間的交流，也可以實(shí)現(xiàn)。對(duì)講系統(tǒng)主要為語(yǔ)音傳輸?shù)陌l(fā)送與接收，其操作方法根據(jù)實(shí)際需求以及價(jià)格，分為自動(dòng)化控制以及半控制。由于自動(dòng)化控制的雙向語(yǔ)音狀態(tài)，需要花費(fèi)較高的成本費(fèi)用，因此一般情況下，建筑樓宇中的對(duì)講系統(tǒng)，都是半控制。其操作方法為：講話人通過(guò)本地對(duì)講終端講話，就會(huì)將語(yǔ)音發(fā)送到本地端的麥克風(fēng)中，進(jìn)行語(yǔ)音采集。再通過(guò)音頻的前置放大器以及半控電路，將麥克風(fēng)的音頻傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的對(duì)講終端，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的傳輸。在遠(yuǎn)端的語(yǔ)音傳輸中，整個(gè)過(guò)程相反。從上述分析中可以看出，在語(yǔ)音傳輸中，需要使用到對(duì)講終端、麥克風(fēng)、半控電路、放大器等設(shè)備，因此每一個(gè)設(shè)備的質(zhì)量與性能，都會(huì)影響到最終的音頻特性。

1.2 特性

根據(jù)國(guó)家部門(mén)的相關(guān)要求，為了保障樓宇對(duì)講系統(tǒng)的音頻特性，在全程響度、靈敏度/頻率、音頻轉(zhuǎn)換時(shí)間等，都提出較為苛刻的要求。要求在對(duì)講過(guò)程中，頻率必須在200～400 Hz之間，呼叫響度為20+10/-5dB，符合樓宇對(duì)講系統(tǒng)使用以及管理的相關(guān)要求，音頻轉(zhuǎn)換時(shí)間不能超過(guò)200 m/s。只有分別滿足這些要求，才能使使用雙方都聽(tīng)到對(duì)方的聲音，并且聽(tīng)清楚，不會(huì)出現(xiàn)漏字現(xiàn)象。

2 樓宇對(duì)講系統(tǒng)電聲設(shè)計(jì)

2.1 全程響度設(shè)計(jì)

全程響度，直接決定著接收方是否能夠聽(tīng)到發(fā)送方的語(yǔ)音響度，單位為dB。在設(shè)計(jì)中，需要對(duì)全程響度評(píng)定值進(jìn)行詳細(xì)的模擬與計(jì)算，最終選擇適宜的響度值。其模擬方法為：在樓宇對(duì)講系統(tǒng)的對(duì)講終端，通過(guò)聲音的發(fā)出，其聲壓為89.3 dBSPL，然后在遠(yuǎn)端對(duì)講終端中進(jìn)行語(yǔ)音接收，再對(duì)接收到的聲壓進(jìn)行計(jì)算，就可以得知響度值。通過(guò)模擬計(jì)算，分別得出了以下結(jié)果：-19.7 dBPa、-34.7 dBPa、74.3 dBPa、59.3 dBPa。

從上述模擬計(jì)算中可以看出，全程響度值，直接決定著樓宇對(duì)講系統(tǒng)中的語(yǔ)音大小范圍。如果聲音太小，就會(huì)伴隨著一些噪音，讓對(duì)方無(wú)法準(zhǔn)確聽(tīng)清楚講話人所表達(dá)的意思，增大了理解難度；如果聲音太大，就會(huì)在對(duì)象系統(tǒng)中出現(xiàn)一定的聲音回路，同時(shí)伴隨著漏字以及連續(xù)丟字的現(xiàn)象，致使對(duì)方無(wú)法準(zhǔn)確、全面接收到語(yǔ)音信息。只有在對(duì)講終端與遠(yuǎn)程終端，響度值符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，才能提高靈敏度，減少各種因素的干擾，準(zhǔn)確、清楚的接收到語(yǔ)音信息。由于麥克風(fēng)的靈敏度較低，在-38 dB到-45 dB之間，因此就需要對(duì)講人在講話時(shí)，稍微地提高自己的音量，才能讓麥克風(fēng)接收到準(zhǔn)確的信息，然后通過(guò)相關(guān)設(shè)備傳輸?shù)綄?duì)方的耳中。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，還要考慮到放大器與半控電路的性能，只有實(shí)現(xiàn)兩者的功能一致，才能在音頻轉(zhuǎn)化中提高真實(shí)度與靈敏性。對(duì)于建筑面積較小的樓宇，一般推薦使用BTL功放形式的對(duì)講系統(tǒng)，可以有效減輕語(yǔ)音中的雜音，使其良好的傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端中，避免失真[1]。

2.2 靈敏度/頻率設(shè)計(jì)

靈敏度/頻率，直接影響到接收方語(yǔ)音的頻率平坦度，由于人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍在20～20 000 Hz之間，正常情況下的語(yǔ)音范圍不超過(guò)4 000。如果頻率不夠均勻，當(dāng)音頻過(guò)低時(shí)，就會(huì)引起傳輸效果降低，無(wú)法讓接收方聽(tīng)清楚；當(dāng)音頻過(guò)高時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)很多雜音，部分語(yǔ)音含糊不清，毫無(wú)聲調(diào)感，增加了接收方的理解難度。而影響因素主要為電頻響和聲頻響，電頻響是指音頻在傳輸中，存在著技術(shù)上的失誤，主要為電路設(shè)計(jì)的參數(shù)不符合規(guī)定，就會(huì)存在著音頻失真的現(xiàn)象。

麥克風(fēng)，是音頻轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備之一，能夠進(jìn)行聲音的捕捉。因此聲音捕捉的準(zhǔn)確度與清晰度，將決定著語(yǔ)音傳輸?shù)钠教苟?。在樓宇?duì)講系統(tǒng)中，使用的麥克風(fēng)，會(huì)受到外觀、結(jié)構(gòu)等因素的限制，導(dǎo)致無(wú)法發(fā)揮最大的作用。因此在設(shè)計(jì)中，就必須高度重視麥克風(fēng)的安裝結(jié)構(gòu)，使其各個(gè)部件相互配合，才能發(fā)揮最大作用。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

揚(yáng)聲器，是語(yǔ)音在傳輸中的重要設(shè)備之一，其影響因素與安裝結(jié)構(gòu)，存在著密切的聯(lián)系。早期使用的揚(yáng)聲器，雖然體積較大，但是音頻質(zhì)量較佳。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段使用的揚(yáng)聲器，雖然體積較小，但是音頻的靈敏性、音波的真實(shí)性等，卻明顯趨于劣勢(shì)，頻率平坦度降低。通過(guò)機(jī)殼厚度的增加，使其分布均勻，這樣就可以將音頻準(zhǔn)確、真實(shí)的傳輸?shù)綄?duì)方耳中，保障音頻的平坦度。在音頻交匯的地方，還可以避免受到各種因素的干擾，防止出現(xiàn)磁場(chǎng)上的紊亂，具有非常強(qiáng)烈的穿透力，提高清晰程度[2]。

2.3 音頻轉(zhuǎn)換時(shí)間設(shè)計(jì)

音頻轉(zhuǎn)換時(shí)間，將直接影響到語(yǔ)音在傳輸過(guò)程中，是否存在漏字或者連續(xù)丟字的情況。半控制的對(duì)講系統(tǒng)，雙方在溝通中，需要講話方通過(guò)聲壓的語(yǔ)句的間斷，來(lái)進(jìn)行音頻的傳輸。根據(jù)國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求音頻轉(zhuǎn)換時(shí)間不能超過(guò)200 m/s。這樣才能保障對(duì)方準(zhǔn)確接收到語(yǔ)音信息，降低各種故障失誤。如果音頻非線性失真，就會(huì)不斷增加奇次諧波，不僅會(huì)使對(duì)方在聽(tīng)感上出現(xiàn)破音，還會(huì)導(dǎo)致語(yǔ)音傳輸斷裂，無(wú)法獲得完整的語(yǔ)音。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，就需要在設(shè)計(jì)中安裝軟阻尼，來(lái)進(jìn)行共振的削弱，還要通過(guò)前后腔的有效隔離，為其提供一個(gè)密封的語(yǔ)音傳輸渠道，滿足實(shí)際需求。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在樓宇對(duì)講系統(tǒng)的電聲設(shè)計(jì)中，需要從全程響度；靈敏度/頻率設(shè)計(jì)；音頻轉(zhuǎn)換時(shí)間設(shè)計(jì)三個(gè)方面入手，找出語(yǔ)音在傳輸中存在的問(wèn)題，然后分析其原因，通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與調(diào)整，提高語(yǔ)音的傳輸準(zhǔn)確性、真實(shí)性、清晰度，滿足各種生活、生產(chǎn)需求，提高客戶的滿意度。